tosi-ipb.blogspot.com
Mekanika I BAHAN KUIS PRA-UTS
Untuk kalangan sendiri Tidak diperjualbelikan
MEKANIKA, 13-14 Oktober 2011
Silakan kerjakan soal-soal berikut, pahami dengan baik. Soal Kuis akan diambil dari soal-soal ini (5-7 soal). Kuis hari Kamis (13) dan Jum’at (14) Oktober 2011, sesuai jadwal responsi.
1.
Kapal A berada 10 km di sebelah barat kapal B. Kapal A bergerak ke arah utara dengan kelajuan 30 km/jam, dan kapal B bergerak ke barat laut 60 0 dari utara dengan kelajuan 20 km/jam. (i) Besar dan arah kecepatan kapal B menurut kapal A (ii) Akankah kedua kapal bertemu
2.
Sebuah partikel bergerak dalam bidang xy dengan percepatan konstan w dengan arah menuju sumbu y negatif. Persamaan gerak dari partikel adalah membentuk persamaan 𝑦 = 𝑎𝑥 − 𝑏𝑥 2 , dimana a dan b adalah konstanta positif. Tentukan kecepatan partikel pada koordinat awalnya.
3.
Sebuah kapal perang hendak meluncurkan rudal pada lawannya yang terhalang gunung (lihat gambar). Carilah besar θ agar rudal mengenai lawan yang berada dibalik gunung!
4.
Sebuah benda kecil diluncurkan ke atas sebuah bidang miring yang mempunyai sudut α terhadap arah horizontal. Tentukan koefisien gesekan bila waktu kenaikan benda adalah η kali lebih kecil dari pada waktu penurunan benda!
5. Perhatikan sistem seperti terlihat pada gambar di bawah. Sebuah massa M berbentuk huruf L dihubungkan pada massa m dengan tali yang melewati 3 buah katrol. Massa m persis menempel pada dinding massa M. Mula-mula sistem diam. Tentukan vektor percepatan am saat massa m dilepas. Catatan : Anggap massa M tidak bisa terguling dan tali tidak bisa mulur. Massa tali, massa katrol dan semua gesekan diabakan.
Tahun ajaran 2011/2012
Departemen Fisika IPB
tosi-ipb.blogspot.com
Mekanika I
m
M
Lantai
6.
Sebuah bola elastis dijatuhkan di atas bidang miring. Bola tersebut terpantul
θθ
dan jatuh pada bidang miring pada titik yang beda, begitu seterusnya
1 d12
(lihat gambar). Jika jarak antara titik
2
pertama bola jatuh dan titik kedua
d23
3
adalah d12 dan jarak antara titik kedua dan ketiga adalah d 23 . Tentukan perbandingan jarak antara 7.
d 12 . d 23
Perhatikan sistem di bawah ini. F
m
L µ2 M µ1
Ada dua balok, masing-masing massanya m dan M. Koefisien gesekan antara balok M dengan lantai µ1 , sedangkan koefisien gesekan antara balok m dengan balok M adalah µ2. Pada balok m diberi gaya mendatar F yang cukup besar sehingga balok m akan bergerak dipunggung balok M, dan balok M juga bergerak akibat gaya F ini (asumsi µ2 cukup besar). Jika balok m berpindah sejauh L relatif terhadap balok M, berapa usaha yang dilakukan gaya F ?Untuk memudahkan hitungan anggap :
M 2m, F mg 5,6mg, 2 0,5, 1 0,1
Tahun ajaran 2011/2012
Departemen Fisika IPB
tosi-ipb.blogspot.com 8.
Mekanika I
Sebuah kereta dengan massa M dapat bergerak bebas tanpa gesekan di atas sebuah lintasan lurus. Mula-mula ada N orang masing-masing dengan massa m berdiri diam di atas kereta yang juga berada pada keadaan diam. Tinjau 2 kasus. a) Semua orang di atas kereta berlari bersama ke salah satu ujung kereta dengan laju relatif terhadap kereta vr dan kemudian melompat turun bersama-sama. Berapakah kecepatan kereta setelah orang-orang ini melompat turun? b) Sekarang tinjau kasus kedua. Kereta dan semua orang mula mula diam. Dalam kasus kedua ini, semua orang lari bergantian. Jadi orang pertama lari meninggalkan kereta dengan laju relatif terhadap kereta vr, kemudian disusul orang kedua berlari ke ujung yang sama dengan laju relatif terhadap kereta vr. Demikian seterusnya sampai orang ke-N. Berapakah kecepatan akhir kereta? c) Pada kasus mana kecepatan akhir kereta lebih tinggi?
9.
Sebuah massa titik m bergerak dengan kecepatan v0 di atas lantai licin dan menabrak sebuah piringan (massa M = 3m berjari-jari R). Tumbukan terjadi di titik A pada jarak h = 0,6 R dari garis horizontal yang melalui pusat piringan (lihat gambar). Tentukan vektor kecepatan akhir (dalam arah x dan y) kedua massa! Catatan : Anggap tidak ada gesekan antara kedua massa dan tumbukan terjadi secara elastik. y m
v0
x
A O
h = 0,6 R
M
10. Sebuah balok bermassa m mula-mula diam pada bidang licin yang bermassa
m
M dan sudut kemiringan . Bidang M
terletak di atas bidang horizontal yang licin. (Lihat gambar 6 di bawah ini). Jika balok m mulai bergerak, (a) berapakah percepatan horizontal bidang M?
M Gambar 6
(b) berapakah nilai (anggap m = M) supaya
percepatan horizontal bidang M maksimum?
Tahun ajaran 2011/2012
Departemen Fisika IPB
tosi-ipb.blogspot.com
Mekanika I
11. Sebuah bola kecil bermassa m diletakkan di atas papan bermassa M yang terletak pada bidang datar licin. Bola kemudian diberi kecepatan . Lihat gambar 7 di bawah ini.
P v
m
M
Gambar 7.
Bola meninggalkan papan di titik P. Hitung nilai M, supaya bola dapat mendarat di titik P lagi. 12. Sebuah balok kecil bermassa m mula-mula diam (lihat gambar) pada ketinggian 2R dan meluncur tanpa gesekan. a. Tentukan dimana balok meninggalkan lintasan b. Tentukan tinggi maksimum lintasan yang dicapai balok setelah lepas dari lintasan diukur dari lantai acuan.
m
2R
R
Lantai acuan 13. Sebuah ketapel dibuat dengan menghubungkan karet elastis yang panjangnya 2a dan konstanta elastisnya k. Sebuah batu bermassa m diletakkan di tengah-tengah karet dan di tarik ke belakang sejauh 3a/4. Ketika tarikan dilepaskan, berapakah kelajuan batu tepat lepas dari karet?
Tahun ajaran 2011/2012
Departemen Fisika IPB
tosi-ipb.blogspot.com
Mekanika I
14. Balok bermassa m2 menumbuk suatu balok m1 yang dipasangi pegas ( m2= 0,5m1) di atas lantai licin. a. Tentukkan perubahan panjang pegas maksimum jika konstanta pegasnya k. (lihat gambar) b. Tentukan pula kecepatan masing-masing balok setelah keduanya berpisah ( jawaban dalam variabel m1 , m2 , v1 , v2 , k ).
m2
m1
v2 k
v1
15. Hitung tegangan tali T pada sistem dalam gambar disamping ini. Kereta dipercepat ke kanan dengan percepatan a0.
Go Get Gold ON MIPA-PT 2012! (19 March – 2 May 2012)
Tahun ajaran 2011/2012
Departemen Fisika IPB
